[글 위즈코어 김홍석 5G사업부 수석연구원] 한국의 고도 경제성장을 이끈 대표적 상징물 경부고속도로는 국토의 대동맥이라 불리고 있다. 기획 초기에는 투자 대비 회수 가능한 가치에 대한 사회적 공감과 확신이 부족해 건설 타당성 및 사회적 기여도에 대한 많은 논란이 존재했다. 결과적으로는 한국인이라면 누구나 한 번쯤 지나다녔을 대표적인 교통 인프라이자, 국가 경제성장에 대한 핵심 인프라로 자리 잡았다.
디지털 전환 물결 속, 제조업은 ‘여전’
인프라(Infrastructure)는 경제와 사업이 지속적인 기능을 할 수 있도록 도와주는 기초 시설을 의미하는 단어다. 앞서 언급한 교통 인프라처럼 일상적인 영역부터 기업 비즈니스 영역까지 다양한 분야에 적용되고 있다. 대표적인 사례로 정보통신 분야 혁신을 선도한 인터넷이 있다. 광(光)케이블망 확산은 사람과 사람을 연결하고 정보를 대량으로 생산·유통·소비할 수 있는 ‘고속도로’를 마련해 오늘날 지식 정보화 시대를 여는데 핵심적인 역할을 수행했다.
4차 산업혁명, 디지털 전환(DX)이라는 단어에 대한 언급 횟수가 많아지면서 산업 현장에서도 인프라에 대한 중요성이 대두되고 있다. DX는 대상 영역이 광범위한 만큼 산업별·분야별로 다양한 개념적 정의가 내려지고 있는데, 가장 공감되는 내용은 ‘산업 혁명의 모든 영역이 디지털 기술과 결합하여 근본적인 변화를 일으키는 것’이다. 제조업은 DX를 통한 구조적 변화가 두드러지는 산업이지만, 아직 많은 기업들은 ‘선(先) 생산, 후(後) 판매’라는 전통적인 순서를 따르고 있다.
전통적인 생산 방식은 자재를 우선적으로 확보해 제품을 생산한다. 이후 홍보 브로슈어를 1,000장 배포하고, 그중 제품에 관심을 가진 고객 10%로부터 문의를 받아 최종적으로는 구매 의사가 있는 약 1% 고객에게 제품을 판매하는 아날로그적 유통구조를 따르는 것이다. 해당 방식은 정확한 수요 예측이 어렵기에 과잉 생산된 제품은 이월되고, 선입선출 관리가 안 될 경우악성 재고로 남아 기업 성장을 저해하는 요소가 되기도 한다.
5G특화망, 설비 간 원활한 연결 지원
DX가 진행된 현장은 시장 수요에 대한 예측을 기반으로 생산을 진행하고 있다. 자동차 제조 산업을 예로 들면, 생산 전 잠재 고객에 대한 소비 패턴과 성향 데이터를 분석해 주문 가능성이 높은 모델과 수량을 예측하고 생산에 필요한 자재 관련 재고 상황 및 소요 일정을 산출한다. 구매자별 커스터마이징 옵션에 따라 AMR이 필요한 자재를 작업대까지 배송하고, 협동 로봇이 도면에 따라 자동차를 조립한다. 조립 후에는 머신비전 기반 품질 검사를 통해 최종 출고 여부를 판단하고, 생산된 자동차에 대한 출고 일정까지 관리할 수 있다. 다품종 소량 생산에 대응 가능한 유연한 생산라인을 구축함으로써 수요와 공급 간 불균형으로 발생하는 과잉 생산 이슈를 해결할 뿐만 아니라 급변하는 시장 환경에도 기민하게 대응할 수 있다는 것이다.
산업 현장 DX 관련 핵심 요소는 기기와 기계·설비 및 사람 등 현장을 구성하는 요소 간 연결이다. 현장 연계성을 기반으로 신뢰도 높은 데이터를 수집하고, 수집된 데이터에 필요한 클라우드 컴퓨팅과 AI 같은 기술적 요소들을 적용해 의미 있는 인사이트를 도출하는 것이 DX가 갖는 궁극적 가치라고 할 수 있다.
기본적으로 DX는 설비뿐만 아니라 사물인터넷, 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅, 모바일 등 다양한 기술을 필요로 하는데, 이러한 기술적 기반을 안정적으로 연결할 수 있는 현장 네트워크 인프라가 바로 ‘5G특화망(Private 5G)’이다. 5G특화망은 △초고속 △초저지연 △초다수연결이라는 특성을 보유한 네트워크로 가상·증강현실, 자율주행, IoT 등 대용량 데이터에 대한 실시간 송수신을 필요로 하는 첨단 기술에 최적화돼 있다.
주파수 할당, 제조 선진국에 뒤처지는 한국
현재 제조 현장에서는 PLC, PDA, 스태커 크레인, 물류 로봇, CCTV, 환경 설비 등 설비 구축 목적과 용도에 맞는 개별 네트워크 인프라를 구축해 제어·감시 및 모니터링을 진행하고 있다. 다만 기술 고도화로 인해 현장에서 발생하는 데이터 종류나 용량이 다양해지면서 기존 인프라가 갖는 성능적 한계가 드러나기 시작했으며, 이로 인해 많은 이점을 가진 5G 네트워크 인프라에 대한 중요성이 커지고 있는 상황이다.
실제로 국내외 실제 산업 현장에서는 5G네트워크를 적용하기 위한 시도가 활발하게 일어나고 있다. 독일과 일본, 미국은 이미 약 3년 전부터 민간기업이 특정 주파수 대역을 사용할 수 있도록 허가하고, sub 6G 주파수 및 mm Wave 주파수를 활용할 수 있도록 관련 정책을 추진해오고 있다.
한국의 경우 과학기술정보통신부에서 지난 2021년 10월 28일에 4.72~4.82GHz(100MHz)와 28.9~29.5GHz(600MHz)를 5G특화망용 주파수로 할당했다. 2021년 12월 첫 번째 기간통신사업자가 등록된 이후 현재까지 12개 기업이 기간통신사업자로서 특화망 사업을 진행하고 있지만 독일·일본·미국에 비해 5G 주파수 할당이 1년 이상 늦어지면서 산업 현장 DX 서비스 적용 시기도 함께 늦어졌으며 5G특화망 인프라에 대한 실질적인 도입률은 크게 성장하지 못하고 있다.
인프라 경쟁력 갖추기 위한 지원 및 투자 필요
중소벤처기업부가 발표한 스마트공장 수준별 구축 통계를 보면, 2021년 기준 스마트공장을 도입한 25,039개 사업장 중 고도화2 단계는 약 1.37%(343개) 수준에 머물러 있다. 아직 많은 사업장이 실질적인 4차 산업혁명, DX를 위해 필수적인 네트워크 인프라를 구축하지 못한 상태라고 해석할 수 있다. 도입 과정에서 가장 큰 장애물은 인프라 구축에 필요한 재정적 부담으로 나타나고 있다.
DX는 비즈니스 전반의 근본적인 구조 혁신을 기반으로 고객에게 전달할 수 있는 가치를 다각화하고 새로운 비즈니스 기회를 창출할 수 있는 전환점이다. 서울에서 부산을 가기 위해서는 이미 국도, 지방 도로, 철도 등 다양한 방법이 있는데 왜 경부고속도로를 건설했을까? 5G특화망도 동일한 맥락에서 해석할 수 있다. 다가온 산업 환경 변화를 고려한 대응과 가까운 미래의 성장 가능성까지 고려해 적극적인 투자가 필요하다.
현재는 불확실해 보일 수 있지만 코앞까지 다가온 4차 산업혁명, DX에 대응하기 위해 경부고속도로와도 같은 5G특화망은 필수불가결한 네트워크 인프라라고 할 수 있다. 국내 산업 성장에 기반한 국가 차원 경쟁력 확보를 위해 현장 내 적극적 의지뿐만 아니라 정부와 지자체를 통한 정책적, 경제적 지원이 필요한 시점이다.
